Гетерогенное образование зародышей

ГЕТЕРОГЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ЗАРОДЫШЕЙ [c.296]

Различают гомогенное и гетерогенное образование зародышей. В первом случае образование частиц новой. фазы инициируется [c.187]

Теория гетерогенного образования зародышей. Гетерогенным называется образование зародышей на поверхностях раздела фаз на посторонних частицах, стенках сосудов, поверхностях уже имеющихся кристаллов и т. д. Размер зародышей при переохлаждениях, которые обеспечивают практически обнаруживаемую скорость их образования, не превосходит 10 см. По- [c.279]

Для расчета работы гетерогенного образования зародышей используем модель, указанную на рис. 13.7. Из гомогенной фазы а, например, расплава, раствора или газовой фазы возникает на чужеродной подложке Я зародыш (фаза р в виде шарового сегмента с радиусом г). Зародыш введен в расплав и образует с подложкой краевой угол . Для состояния равновесия на основе соотношения Юнга (12.35) можно составить следуюш,ий баланс энергии [c.297]

Рнс 3 Гетерогенное образование зародыша на плоской пов-сти (9 краевой угол избират смачивания) [c.163]

Преобразование уравнения (13.23) дает для скорости гетерогенного образования зародышей следующее выра- жение [c.298]

ГЕТЕРОГЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ЗАРОДЫШЕЙ В РАСПЛАВАХ [c.237]

Увеличение свободной поверхностной энергии системы при гетерогенном образовании зародыша, согласно уравнению Юнга (III—16),. равно [c.127]

Процесс гетерогенного образования зародышей кристаллов является первой стадией возникновения катодного осадка на индифферентной подложке. Индифферентными подложками считают такие, которые покрыты оксидными пленками либо изготовлены из металла, в котором диффузия осаждаемого металла покрытия очень мала. [c.236]

ГЕТЕРОГЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ЗАРОДЫШЕЙ В ПАРАХ [c.235]

Сопоставление уравнений (50) и (62) показывает, что 10" 1, а 10" таким образом, скорости процессов гомогенного и гетерогенного образования зародышей отличаются между собой различными предэкспоненциальными множителями С , и С . [c.237]

Гетерогенное образование зародышей [c.589]

Приведенные уравнения и выводы относятся к гомогенному зарождению кристаллов. При наличии поверхности раздела фаз в виде стенок сосуда, охлаждающих элементов, взвешенных твердых частиц и т. п. процесс (гетерогенный) образования зародышей облегчается. Это явление объясняется понижением энергетического барьера АФмакс результате адсорбции молекул исходной фазы на указанных поверхностях раздела. В данном случае АФмакс = = фАФмакс, где О < ф < 1. Величина ф зависит от сродства свойств межфазной поверхности и кристаллической фазы. В случае расплавов величина ф зависит от угла смачивания межфазной поверхности В, стремясь к нулю при 6 — О и к единице при 0 —> -> 180°. [c.685]

Гетерогенное образование зародышей — более общий случай фазового перехода, поскольку в практических условиях устранить влияние включений посторонних пылинок и поверхностей невозможно. При зарождении сферического зародыша на плоской смачиваемой подложке (рис. 2) значение критического радиуса не изменяется, а работа образования критического зародыша и его объем уменьшаются по сравнению с гомогенной нуклеацией из расплава [c.8]

Свободная энтальпия гетерогенного образования зародыша соответственно должна быть равна [c.58]

Кристаллизацию найлона-6 исследовали в течение многих лет, однако опубликованные данные в значительной мере противоречивы. Так же как и для полиэтилентерефталата, тщательный анализ всех аспектов проблемы отсутствует. Эксперименты по изучению кристаллизации капель свидетельствуют о том, что гомогенное образование зародышей в найлоне-6 происходит лишь при температуре 128°С или более низкой (см. табл. 5.2). Таким образом, практически все опубликованные результаты и их анализ касались лишь термического или атермического гетерогенного образования зародышей кристаллизации. Подобно всем другим макромолекулам, у найлона-6 имеется возможность для начала кристаллизации на собственных зародышах (разд. 5.1.4 и табл. 5.4). Прогрев в течение 30 мин при температуре 260° С считается достаточным для исчезновения всех собственных зародышей кристаллизации. [c.313]

Гетерогенное образование зародышей. , , [c.8]

При фазовом переходе следует делать различие между гомогенным и гетерогенным образованием зародышей. При гомогенном образовании зародышей имеет место фазовый переход (например, расплав—кристалл) при отсутствии границ раздела, т. е. внутри самой фазы за счет статистических колебаний плотности и кинетической энергии без участия посторонних поверхностей раздела. Если кристаллизация происходит на стенках сосуда, на других кристаллах (т. е. при участии посторонних по- [c.284]

Термодинамический анализ гетерогенного образования зародышей более сложен по сравнению с гомогенным образованием зародышей. Гетерогенное образование зародышей, безусловно, является самым общим случа- [c.296]

Пренебрегая энергией деформации, получим свободную энтальпию гетерогенного образования зародышей [c.297]

Между выражениями (13.28) и (13.9) существует формальное тождество. Однако поскольку гетерогенное образование зародышей происходит при значениях А( у, которые отличаются от соответствующих значений при гомогенном образовании зародышей, критический радиус для обоих типов образования зародышей различен. Все же значения АО и АО имеют одинаковый порядок величин. [c.298]

Инкрустации образуются в результате гетерогенного образования зародышей кристаллов на поверхности. Такой механизм образования инкрустаций может иметь место в том случае, если поверхностная энергия на границе раздела кристалл — твердая поверхность меньше поверхностной энергии на границе раздела кристалл — раствор . [c.13]

Соотношения (XV. 52) и (XV. 53) справедливы только для достаточно крупных новообразований. Сравнение формул (XV. 9) и (XV. 51) для малых зародышей, когда поверхностное натяжение зависит от кривизны, приводит к другому в количественном отношении результату. Так, если принять, что при очень малых г поверхностное натяжение зависит от г линейно (см. 7 главы VHI), то в области малых г и больших 0 ие получится разницы между работами гетерогенного и гомогенного процессов. Однако, поскольку при одинаковых объемах гетерогенный зародыш обладает меньшей кривизной, гетерогенному процессу будет соответствовать меньшее пересыщение. С улучшением смачиваемости поверхности твердого тела работа гетерогенного образования зародыша уменьшается, и при 0, близком к нулю, необходимо учитывать периметрическую энергию уже практически двумерного зародыша (см. 7 главы XVI). [c.341]

ТО В зависимости от их природы 1 ложет стать значительно более вероятным гетерогенное образование зародышей новой фазы на этих поверхностях. Если в систему введены затравки самого вещества новой фазы (или вещеспгва, близкого ему по строению и свойствам), то выделение новой фазы идет на поверхности этих затравок. [c.152]

Определение скорости изотермического образования зародышей было основано на подсчете числа зародышей в поле кадров через определенные промежутки времени. Поскольку капельки, как указано выше, неподвижны на поверхности крышки ячейки, они остаются на одном и том же месте при повторяющихся циклах кристаллизации, плавления и рекристаллизации. Благодаря этому удалось проследить процесс спорадического гомогенного зародьниеобразования в таких капельках. Подобным образом можно было проследить в таких же капельках процесс гетерогенного образования зародышей. [c.57]

В этом случае имеет место гомогенное образование зародышей, так как новая фаза образуется в самой системе, а не на поверхности раздела (см. 13.2.1). Переохлаждение, необходимое для гомогенного образования зароды-щей, весьма значительно. Этот результат показывает, насколько велико сопротивление образованию новой фазы. Переохлаждение для гомогенного образования фаз составляет около 0,27пл (Гпл —температура плавления). В случае нормальной кристаллизации, на которую существенно влияет гетерогенное образование зародышей (образование зародышей на поверхности инородной фазы), переохлаждение составляет лишь несколько градусов. [c.191]

Подобное гетерогенное образование зародышей на дефектах решетки происходит при более низких пересыщениях, чем гомогенное образование зародышей в совершенных кристаллических участках последний процесс возможен лишь при более высоких пересыщениях. В обоих случаях свободная энергия образования зародышей зависит как от энергии деформации, обусловленной изменением объема, так и от эффекта несоответствия на поверхности раздела между двумя решетками. Набарро [70] показал, что энергия деформации оказывает влияние на форму выделяющейся частицы. Если новая фаза когерентна с исходной решеткой, то энергия деформации максимальна для частиц сферической формы и снижается до одной пятой этой величины для тонких пластинок. Энергия деформации существенно снижается только в тех случаях, когда новая фаза некогерентна с исходной решеткой в этом случае энергия деформации еще велика для сферических частиц, но для тонких пластинок снижается до нуля. Таким образом, энергия деформации сама по себе благоприятствует образованию некогерентных пластинчатых зародышей. Однако свободная энергия поверхности раздела двух решеток повышается при некогерентности последних на величину, приблизительно равную теплоте плавления моноатомного слоя, и это способствует образованию когерентных пластинчатых зародышей. Для зародышей одинаковых размеров влияние одной только свободной энергии поверхности раздела благоприятствует образованию сферических зародышей. Таким образом, у критического зародыша будет проявляться тенденция к когерентности и сферической форме при высоких пересыщениях, когда этот зародыш мал, и к некогерентности и более плоской форме при низких пересыщениях, когда он содержит большее число атомов. [c.241]

Соотношение (4) описывает поведение расплава, в к-ром первичные зародыши возникают исключительно в результате тепловых флуктуаций, а скорость образования зародышей определяется лишь темп-рой К. и не зависит от темп-ры расплава (т. наз. гомогенное образование зародышей). Однако в расплавах могут присутствовать гетерогенные образования — посторонние микровключения или нераспавшиеся агрегаты макромолекул. Особого внимания заслуживает гетерогенность, обусловленная упорядоченностью полимеров в аморфном состоянии и проявляющаяся во влиянии термич. предыстории расплава на кинетику его К. Такая собственная гетерогенность полимерных расплавов сохраняется при темп-рах, значительно превышающих темп-ру плавления. При наличии гетерогенности скорость образования первичных зародышей в значительной степени определяется скоростью адсорбции макромолекул на гетерогенных образованиях (т. наз. гетерогенное образование зародышей), и в этом случае в выражении (4) (АТ)- заменяется на (А7 )- . Однако притом и другом показателе степени кривая темн-рной зависимости скорости образования зародышей проходит через максимум при темп-ре, лежащей между темп-рами плавления и стеклования, при к-рых скорость образования зародышей равна нулю (рис. 1). Экспериментальное определение скорости гомогенного образования зародышей в расплавах полимеров представляет значительные трудности. Первые надежные результаты получены для полиэтилена, полиэтиленоксида и полипропилена с применением метода диспергирования расплава в жидких средах, позволяющего исключить влияние случайных неоднородностей. Этими опытами установлено, что, напр., капельки полиэтилена диаметром 2—9 мкм переохлаждаются значительно (А7 =55°), в то время как К- полиэтилена в блоке протекает практически мгно-вепно при значении А Г=25°. Менее надежные и неоднозначные результаты получаются обычно при определении скорости образования центров сферолитов с помощью поляризационного микроскопа. Анализ экспериментальных результатов проводится в соответствии с ур-ниями типа ур-ния (4) с учетом того, что при умеренных значениях АТ определяющую роль играет второй член ур-ния и потому в этой темп-рной области 1 I должен быть пропорционален АТ , где I равно 1 или 2 в зависимости гл. обр. от того, происходит ли го- [c.587]

Полиэтилентерефт ал ат кристаллизовали из стеклообразного состояния в присутствии 0,2-0,3 об. % талька, каолина, двуокиси кремния и двуокиси титана с размером частиц около 1 мкм [66]. Установлено, что скорость кристаллизации зависит от концентрации, размера частиц, зародышеобразующей способности добавок. Тальк и двуокись титана оказались наиболее эффективными зародышеобразователями. Па эффективных частицах зародышеобразователей происходила транскристаллизация. Показатель степени у I в уравнении (56) оказался дробным, но постоянным для одного и того же зародышеоб-разоватвля при температурах кристаллизации 110-113°С Авторы предположили гетерогенное образование зародышей и изменение их числа во времени. [c.76]

Экспериментальные результаты, представленные в табл. 6.8 и в разд. 6.3.1.1 -6.3.1.5, показывают, что кристаллизация многих линейных макромолекул из расплава может быть описана уравнением Аврами (уравнение [33]) лишь в первом приближении. Среднее значение приведенных в табл. 6.8 показателей Аврами равно 3,5 со стандартным отклонением 0,7. Для многих макромолекул п близко к 3, и предполагаемый механизм кристаллизации связан с атермическим гетерогенным образованием зародышей кристаллизации с последующим сферолитным ростом. Для других макромолекул и = 4, что указывает на термическое образование зародышей кристаллизации (которые чаще всего являются гетерогенными) с последующим сферолитным ростом (см., например, табл. 6.9 и 6.11). Наблюдаемые часто значения показателя п = 2 можно объяснить образованием фибриллярных или ламелярных кристаллов на термических или атермических зародышах кристаллизации соответственно (см. табл. 6.2). [c.316]

Предпосылкой гетерогенного образования зародышей (например, капли на подложке данного чужеродного кристалла), является смачиваемость. В таком случае процесс образования зародышей определяется в первую очередь межфазной энергией на границе кристалл — жидкость. Эта энергия характеризуется углом смачивания капельки маточной фазы на чужеродной подложке (рис. 13.7). Поэтому образование зародышей в значительной степенп определяется межатомнымн силами взаимодействия между частицами внутри маточной фазы, с одной стороны, и подложки, с другой. Если силы между частицами зародышей фазы и подложки больше, чем межчастичные силы внутри маточной фазы, тогда гетерогенное образование зародышей имеет энергетическое преимущество перед гомогенным, так как благодаря этому достигается уменьшение свободтюй энтальпии. Гетерогенное образование зародышей наступит, если [c.296]

Подложки, иа которых выделяется зародыш с краевым углом смачивания i X180°, влияют каталитически иа гетерогенное образование зародышей. [c.297]

Гетерогенное образование зародышей в стеклах часто вызывают с помошью металлических присадок (например, Аи, Ад, Си), причем металлические зародыши стимулируют процесс кристаллизации. Экспериментальное изучение дифракции света в разных стеклах, подвергнутых различной термической обработке, показало, что минимальный размер стабильных зерен золота, которые действуют каталитически на выкристаллизацию стекловидной фазы, составляет примерно 3—4 атома в одном направлении. Самое маленькое зерно, необходимое для возникновения кристаллических силикатных [c.304]

Таким образом, можно получать материалы с совершенно новыми свойствами, которые называются стеклокерамическими веществами. Материалом, который чаще всего используют для изготовления стекло-керамических веществ, является двуокись титана ТЮг, которая нередко вызывает разделение гомогенных силикатных стекол при их охлаждении (распад расплава). Отжиг таких стекол приводит к гомогенному и гетерогенному образованию зародышей и кристаллизации этой дисперсно распределенной фазы с выделением Т102 или фаз, богатых Т102. Дальнейшая термическая обработка способствует образованию зародышей и кристаллизации силикатных фаз. [c.304]

Для кинетики гетерогенного образования зародышей на чужеродной подложке мы должны учитывать работу фп отделения частицы зародыша от ближайшей частицы подложки. Для образования двух-или трехмерных зародышей на чужеродной подложке следует затратить следующую работу (по Каишеву и Близнякову) [c.308]

При рассмотрении вероятности I образования кристаллического зародыша следует различать два случая гомогенная кристаллизация, т. е. кристаллизация внутри жидкой фазы, и гетерогенное образование зародышей на чужеродной поверхности. Существующие методы расчета I при кристаллизации на поверхности [72—74] основаны на формальном обобщении выражения для вероятности образования зародыша жидкости на поверхности (72, 73] или внутри фазы [74]. Согласно Бекеру и Дериигу [59], число зародышей, образующихся за единицу времени на единице площади поверхности, равно [c.298]

В случае гомогенной красталлизации подвижность частиц определяется их размерами. При гетерогенном образовании зародышей подвижность определяется, кроме того, взаимодействием частиц с подложкой. [c.298]